Как я тестировал работу GSM модуля M66FA-04-STD

[Highlander7]

Хотелось бы поделиться некоторыми результатами теста модуля GSM с литий-диоксидмарганцевыми батарейками. Может кому-то это будет интересно.

Иногда  мне приходится работать с различными GSM модулями. И вот в очередной раз, потребовалось выяснить в реальном эксперименте насколько долго может проработать GSM модуль M66FA-04-STD (Quectel) с указанным типом батареек. В результате эксперимента нужно было контролировать количество отправленных СМС-сообщений. В качестве батареек взял CR17505E fanso, которые были под рукой на тот момент. Посмотрел, что необходимые  параметры они обеспечивают. Выбранные батарейки соединил последовательно. На тестовой плате установил понижающий DC-DC преобразователь TPS62130 (TI) настроенный на 3,7 В выходного напряжения, а вся схема управлялась микроконтроллером  ATXMEGA16E5 (Atmel - Microchip). 
 

 

В итоге: 10 сентября был запущен тест батареек в качестве источника питания для платы с GSM модулем.
Сущность теста – микроконтроллер один раз в час включает GSM модуль и отправляет СМС с некоторым набором данных.
После отправки СМС модуль выключается, а микроконтроллер на 1 час уходит в режим сна, ток потребления от батареек 65 мкА.
До 21 сентября тестируемый комплект находился в комфортных условиях – хороший уровень сигнала сети GSM и комнатные температуры воздуха.
СМС-ки нормально отправлялись и приходили каждый час. Было отправлено порядка 240 СМС-сообщений.
21 сентября тестируемый комплект отвез за город и разместил в помещении с низким уровнем сигнала сети GSM и с уличной температурой воздуха. Температура воздуха ночью снижалась до 0 градусов, днем была +10 … +15.
Проработав в таких условиях около двух суток, и, отправив порядка 50 СМС-сообщений, GSM модуль стал самостоятельно выключаться при регистрации в сети. Большой ток потребления (до 2 А) и выросшее из-за низких температур внутреннее сопротивление батареек приводили к провалу напряжения ниже допустимого уровня.

24 сентября тестируемый комплект был выключен.

30 сентября тестируемый комплект был снова включен, и он продолжил нормально работать (комнатные температуры и хороший уровень сигнала GSM).
02 октября тестируемый комплект был размещен на застекленном балконе (температуры ночью ниже, чем в квартире).
И вот до 09.10. модуль работает нормально, и пока сбоев в работе не было – СМС-ки исправно приходят каждый час.  
09.10. эксперимент был остановлен в ожидании отрицательных температур, т.к. на улице было тепло.
Теперь при наступлении ночью отрицательных температур эксперимент планирую продолжить.
Пока было получено порядка 530 СМС-сообщений.

В даташите на батарейку CR17505E fanso есть график зависимости напряжения батарейки от потребляемого тока при различных температурах.
Для нуля градусов кривая доходит до тока 1 Ампер.
Так как у меня 2 батарейки и хороший DC-DC (TPS62130), то нужный в худших условиях приема  GSM модулю M66 ток 1.6 А они могут обеспечить.

Вообще-то, результат такого теста зависит от большого числа факторов:
- качества антенны;
- качества согласования антенны с сотовым модулем;
- качества разводки печатной платы;
- кпд понижающего DC-DC преобразователя;
- величины ёмкостей конденсаторов на входе и выходе DC-DC преобразователя;
- длительности сна (1 раз в час или 1 раз в сутки);

Для -20 градусов кривая на графике доходит до тока только 0.4 Ампера. Можно сказать, что эти  батарейки оптимально использовать с GSM модулями до 0 градусов, или до -3 … -5 градусов.

В моем эксперименте модуль GSM начал выключаться при близких к 0 температурах, но надо учесть, что батарейки уже проработали почти две недели. Если бы они были свежими, то, может быть, он бы не стал выключаться через два дня после «вывоза на природу».

По питанию, для этого типа батареек наблюдается зависимость выходного напряжения в области отрицательных температур при больших значениях потребляемого тока. Думаю для более эффективного использования этих батареек на таких значениях тока (порядка 2 А и выше) наверное сможет помочь использование дополнительного суперконденсатора (ионистора) с низким внутренним сопротивлением подключенного параллельно батарейке. Этот суперконденсатор в момент импульса тока возьмёт на себя основную нагрузку и поможет разгрузить батарейку, увеличив ее срок службы.
 

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321